elementariosios dalelės

elementãriosios dalẽlės, pirminės (paprasčiausios) stabilios ar trumpai gyvuojančios dalelės, iš kurių sudaryta materija. Elementariųjų dalelių sąvoka pradėta vartoti, kai paaiškėjo, kad atomas (mažiausia medžiagos dalelė) susideda iš atomo branduolio ir elektronų apvalkalo. Atomų branduoliai sudaryti iš protonų ir neutronų. Pagal kvantinę chromodinamiką, elementariosios dalelės hadronai sudaryti iš vadinamų fundamentaliųjų dalelių – kvarkų, kurie laisvi neegzistuoja ir tiesiogiai eksperimentais neaptikti. Elementariosios dalelės yra labai mažos. Pvz., protono būdingieji matmenys 10^–15 m, masė 1,6·10^–27 kg, elektronas vidinės struktūros neturi (taškinė dalelė), jo masė 9,1·10^–31 kg. Elementariąsias daleles apibūdina įvairūs parametrai: masė, sukinys (vidinis judesio kiekio momentas), elektrinis, leptoninis ir barioninis krūviai, lyginumas, keistumas bei kiti kvantiniai skaičiai. Šiuo metu žinoma keli šimtai elementariųjų dalelių, kurių dauguma nestabilios. Jų vidutinė gyvavimo trukmė labai įvairi, nuo 10^–25 s iki 880 s (tiek gyvuoja laisvas neutronas). Žinomos tik kelios stabiliosios dalelės: elektronas ir pozitronas, protonas ir antiprotonas bei fotonas. Naujausiais duomenimis, trijų rūšių neutrinai virsta vieni kitais – osciliuoja. Visų trijų rūšių neutrinų masių suma neviršija 0,12 eV. Žinomi keturi elementariųjų dalelių sąveikos tipai: elektromagnetinė, stiprioji, silpnoji ir gravitacinė. Pačioje silpniausioje gravitacinėje sąveikoje dalyvauja visos dalelės. Pagal dalyvavimą kitose sąveikose elementariosios dalelės tradiciškai skirstomos į tris grupes: leptonus, hadronus ir sąveikos bozonus. Leptonai (visi žinomi pateikti 1 lentelėje) nedalyvauja stipriojoje, bet dalyvauja elektromagnetinėje ir silpnojoje sąveikoje. Hadronai sąveikauja visomis sąveikomis. Jie sudaro gausiausią elementariųjų dalelių grupę, kuri skirstoma į du pogrupius: mezonus – daleles, sudarytas iš kvarko ir antikvarko (2 lentelėje pateiktas tik nulinio sukinio ir neigiamo lyginumo oktetas) ir barionus – daleles, sudarytas iš trijų kvarkų (3 lentelėje pateiktas pusinio sukinio ir teigiamo lyginumo oktetas; antidalelių keistumo reikšmės skliaustuose). 21 a. pasirodė pirmieji eksperimentiniai duomenys, patvirtinantys egzotiškų hadronų tetrakvarkų ir pentakvarkų egzistavimą. Tetrakvarkai yra grupė mezonų, sudarytų iš dviejų kvarkų ir dviejų antikvarkų. Pentakvarkai sudaryti iš keturių kvarkų ir vieno antikvarko. Šios dalelės seniai numatytos teoriškai, bet vis dar trūksta tikslių ir patikimų duomenų apie jas. Sąveikos bozonų (4 lentelė) sukinys visada lygus 1. Fotonas (γ) lemia elektromagnetinę sąveiką, o W⁺, Z⁰, W^– tarpiniai bozonai – silpnąją sąveiką. Hadronus sudarančių kvarkų stipriąją sąveiką lemia gliuonai. Jie, kaip ir kvarkai, turi spalvinį krūvį, pagal kvantinės chromodinamikos dėsnius laisvi neegzistuoja ir į elementariųjų dalelių klasifikaciją neįtraukiami. Gravitacinės sąveikos bozonai – gravitonai – dar neatrasti. 2012 CERN laboratorijoje atrasta ypatinga dalelė – Higgso bozonas (masė 125,18 ± 0,16 GeV), paaiškinanti daugelio elementariųjų dalelių masės kilmę. Pagal sukinį visos elementariosios dalelės skirstomos į dvi grupes: fermionus, kurių sukinys pusinis (pvz., elektrono sukinys 1/2) ir bozonus, kurių sukinys sveikasis skaičius (pvz., fotono sukinys 1, π mezonų 0). Šių dalelių elgsena sistemose iš esmės skiriasi: fermionai paklūsta Fermi ir Diraco statistikai, bozonai – Bose’s ir Einsteino statistikai. Beveik visos elementariosios dalelės turi antidaleles, kurių krūviai ir kai kurie kiti kvantiniai skaičiai yra priešingo ženklo, o masės ir sukiniai yra tokie patys. Kai kurios neutraliosios dalelės (pvz., fotonas, Z⁰ bozonas, π⁰ ir η mezonai) sutampa su antidalelėmis. Elementarumo sąvoka mikropasaulio fizikoje yra problemiška. Didelės energijos elektrono e^– ir pozitrono e⁺ susidūrimuose atsiranda dešimtys naujų elementariųjų dalelių, kurių rimties masės tūkstančius kartų didesnės už e^– ir e⁺ mases, tačiau jos atsiranda ir išnyksta pagal griežtus tvermės dėsnius. Pastaruoju metu fundamentaliasias daleles: kvarkus, gliuonus, leptonus ir sąveikos bozonus linkstama vadinti elementariosiomis dalelėmis. Pirmąją elementariąją dalelelę – elektroną – 1897 atrado J. J. Thomsonas, protoną – 1919 E. Rutherfordas, neutroną – 1932 J. Chadwickas.

1 lent. **Elementariosios dalelės. Leptonai**
Dalelė	Antidalelė	Masė, MeV	Sukinys	Vidutinė gyvavimo trukmė, s
e^– elektronas	e⁺ pozitronas	0,5109989461 ± 0,000000031	1/2	stabilus
ν_e elektroninis neutrinas	ν̃_e elektroninis antineutrinas	<0,12·10^–6	1/2	(?)
µ^– miuonas	µ⁺ miuonas	105,6583745 ± 0,0000024	1/2	(2196981,1 ± 2,2)·10^–12
ν_µ miuoninis neutrinas	ν̃_µ miuoninis antineutrinas	<0,12·10^–6	1/2	(?)
τ^– tauonas	τ⁺ tauonas	1776,86 ± 0,12	1/2	(2903 ± 5)·10^–16
ν_τ tauoninis neutrinas	ν̃_τ tauoninis antineutrinas	<0,12·10^–6	1/2	(?)

2 lent. **Elementariosios dalelės. Mezonų oktetas J^P = 0^–**
Dalelė		Antidalelė	Masė, MeV	Izosukinys, keistumas	Vidutinė gyvavimo trukmė, s
π⁺ mezonas		π^– mezonas	139,57061 ± 0,00024	1, 0 (0)	(26033 ± 5)·10^–12
	π⁰ mezonas		134,9770 ± 0,0005	1, 0 (0)	(85,2 ± 1,8)·10^–18
	η mezonas		547,862 ± 0,017	0, 0	(50,2 ± 1,9)·10^–20
K⁺ mezonas		K^– mezonas	493,677 ± 0,016	½, 1 (–1)	(123,80 ± 0,2)·10^–10
K⁰ mezonas		K̃⁰ mezonas	497,611 ± 0,013	½, 1 (–1)	τ_KS = (8954 ± 4)·10^–14
		K̃⁰ mezonas	497,611 ± 0,013	½, 1 (–1)	τ_KL = (511,6 ± 2,1)·10^–10

3 lent. **Elementariosios dalelės. Barionų oktetas J^P =1/2⁺ (1/2^–)**
Dalelė	Antidalelė	Masė, MeV	Izotopinis sukinys, keistumas	Gyvavimo trukmė, s
p protonas	p̃ antiprotonas	938,271998 ± 0,000038	½, 0 (0)	stabilus
n neutronas	ñ antineutronas	939,565330 ± 0,000038	½, 0 (0)	885,7 ± 0,8
∑⁺ hiperonas	\(\tilde{\sum}⁺\)⁺ hiperonas	1 189,37 ± 0,07	1, –1 (1)	(80,18 ± 0,26)·10^–12
∑⁰ hiperonas	\(\tilde{\sum}⁰\)⁰ hiperonas	1 192,642 ± 0,024	1, –1 (1)	(7,4 ± 0,7)·10^–20
∑^– hiperonas	\(\tilde{\sum}⁻\)^– hiperonas	1 197,45 ± 0,04	1, –1 (1)	(147,9 ± 1,1)·10^–12
Ξ^– hiperonas	\(\tilde{Ξ}⁻\)^– hiperonas	1 321,34 ± 0,14	½, –2 (2)	(163,9 ± 1,5)·10^–12
Ξ⁰ hiperonas	\(\tilde{Ξ}⁰\)⁰ hiperonas	1 314,83 ± 0,20	½, –2 (2)	(290 ± 9)·10^–12
Λ⁰ hiperonas	Λ̃⁰ hiperonas	1 115,683 ± 0,006	0, –1 (1)	(263,2 ± 2,0)·10^–12

4 lent. **Elementariosios dalelės. Sąveikos bozonai**
Dalelė		Antidalelė	Masė, MeV	Vidutinė gyvavimo trukmė, s
	γ fotonas		0	stabilus
	Z⁰ bozonas		91187,6 ± 2,1	(2637,9 ± 2,4)·10^–28
W⁺ bozonas		W^- bozonas	80379 ± 12	(3157 ± 64)·10^–28

348

Autorius (-iai)
Redaktorius (-iai)
Publikuota
Redaguota

	Funkciniai slapukai (būtini) Šie slapukai yra būtini, kad veiktų svetainė, ir negali būti išjungti. Šie slapukai nesaugo jokių duomenų, pagal kuriuos būtų galima jus asmeniškai atpažinti, ir yra ištrinami išėjus iš svetainės.
	Našumo slapukai Šie slapukai leidžia apskaičiuoti, kaip dažnai lankomasi svetainėje, ir nustatyti duomenų srauto šaltinius – tik turėdami tokią informaciją galėsime patobulinti svetainės veikimą. Jie padeda mums atskirti, kurie puslapiai yra populiariausi, ir matyti, kaip vartotojai naudojasi svetaine. Tam mes naudojamės „Google Analytics“ statistikos sistema. Surinktos informacijos neplatiname. Surinkta informacija yra visiškai anonimiška ir tiesiogiai jūsų neidentifikuoja.
	Reklaminiai slapukai Šie slapukai yra naudojami trečiųjų šalių, kad būtų galima pateikti reklamą, atitinkančią jūsų poreikius. Mes naudojame slapukus, kurie padeda rinkti informaciją apie jūsų veiksmus internete ir leidžia sužinoti, kuo jūs domitės, taigi galime pateikti tik Jus dominančią reklamą. Jeigu nesutinkate, kad jums rodytume reklamą, palikite šį langelį nepažymėtą.